基本信息
- 项目名称：
- 基于手机平台的现代农业测控系统--GSM模块和微控制器的温室测控系统
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 我们研究制作的这款基于手机平台的现代农业测控系统，通过现有的GSM网络实现对温室的现场远程控制。 本系统具有人机交互界面，可以本地操作和远程手机操作。利用温湿度、光照、和CO传感器进行实时的数据采集并显示在LCD上还能把数据通过GSM发送到手机上，当单片机检测到有任何一个参数越限时单片机就会通过控制固态继电器打开相应的执行机构进行补偿。在出现故障时及时报警。
- 详细介绍：
- 我们研究制作的这款基于手机平台的现代农业测控系统，通过现有的GSM网络实现对现场的远程控制。 1.本系统提供了两种操作方式，即本地操作和远程操作。人机界面主要完成本系统的本地操作，由一个简易键盘和LCD显示器构成。GSM通讯模块主要负责本系统和远程通讯设备之间的通讯，远程控制的指令通过GSM模块传给微控制器而系统采集的实时信息和报警信号也通过GSM模块传送给远程的通讯设备。 2.超限报警模块用于设备出现故障或环境状态超过设定限制时进行报警，方式为声光报警以及通过GSM短信报警。 3.软件设计 3.1 总体流程 本系统利用温湿度、光照、和CO传感器进行实时的数据采集，当单片机检测到温湿度、二氧化碳浓度、光照强度有任何一个参数越限时单片机就会通过控制固态继电器打开相应的执行机构进行补偿。并随时响应新的本地或者远程操作指令，在出现故障时及时报警。 3.2数据的存储 每一天系统都会把采集的特定的时间点的环境参量值存储在我们系统的外部存储器中。同时这些特定时间点的环境参量值也会通过GSM模块发送到用户的手机。用户可以对每天的短信息进行保存，以供参考和研究，更好的控制自己温室中植物的生长。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本系统由五大模块组成： 1、传感器数据采集模块，包括温湿度传感器，光照传感器，CO传感器。数据采集模块把采集到的数据传给单片机，单片机分析数据，并在12864上显现。 2、DS1302实时时钟模块，为可查看参量数据随时间的变化情况，我们采用了DS1302实时时钟芯片来产生时间数据，同时将所测实时参量数据保存在24C16中。 3、人机界面交互模块，包括4*4矩阵键盘，12864液晶显示器。用户可以通过键盘设置参数的上下限。 4、GSM模块，通过此模块可以实现单片机和用户手机的通信，用户可以通过手机查询当前温室的状态。 5、继电器控制模块与补偿模块，此模块可以接一些设备，对超出设定的参数进行补偿。 本系统主要涉及的技术关键点： 1、采用GSM模块与单片机通信实现远程数据监测与控制，实现监控的灵活性，节省人力。 2、采用基于单总线方式的温湿度传感器DHT21，该传感器将实时温度、湿度数据经过一条数据线传输给单片机，12864采用串行通信模式。节省单片机的引脚资源。 3、我们采用了DS1302实时时钟芯片来产生时间数据，提供参量采集的时间点值。 4、12864液晶的操作界面，采用“文字菜单”界面，界面友好直观，便于用户操作。 5、TSL2561光照数字传感器功耗低、速度快、量程宽、可编程配置灵活，利于实时进行光照数据的采集。
科学性、先进性
- 随着农业的不断发展，温室大棚数量大幅增加，但自动化水平较低。研究一款价格便宜、功能齐全、适用范围广的温室环境参数自动控制设备，是非常必要和必须的。 该系统操作简单，功能齐全，测量精度高，完成自动化控制，并能通过现有的GSM网络实现对现场的远程监控。系统可以通过任何一个手机以短信的方式监管被测控的温室，从而实现人工可控，可实时监测温室的各种状态。
获奖情况及鉴定结果
- 无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 无
作品可展示的形式
- 实物
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 利用GSM网络作为无线智能监控模块的信息传输平台是一种很有效的方法，其原理简单，安全性高，又不需要组建专用的网络和维护网络，加上GSM网络覆盖面广，可实现全球无缝覆盖，与传统的监控系统相比有着独特的优势。该系统主要适用于北方大部分地区自动化程度很低的温室的自动化改造，这种改造投入少，收益高，具有很高的潜在经济价值。
同类课题研究水平概述
- 目前欧美等发达国家的温室控制技术己经相当先进，不但能实现对多因素综合控制，还可以根据温室作物的要求和特点，对温室内光照、温度、水、气、肥等诸多环境参数进行自动调控。当前世界上现代化温室最多的国家是荷兰、美国、日本等国。就以美国为例，面前美国开发的温室计算机控制与管理系统可以根据温室作物的特点和要求，对温室内光照、温度、水、气、肥等诸多因子进行自动调控，还可利用差温管理技术实现对花卉、果蔬等产品的开花和成熟期的控制，以满足生产和市场的需要。 相对而言，我国设施农业面积已居世界首位，但其总体水平与世界设施园艺发达国家相比还有一定差距。而且不可否认，我国的温室技术研究起步较晚，温室控制技术的优势并不明显，总的来说落后于发达国家。但是我们一直在努力，我们的科研人员一直朝着这方面在努力着，我们从未放弃过赶上发达国家。但不可否认在这期间我们也取得了一系列的成绩，七十年代末，我国的温室以日光温室、塑料大棚为主，这类温室成本较低、效益较好，尽管设备相对简陋、环境调控能力差，限制了温室作物的产量、质量以及温室利用率。而20世纪80年代以来，我国工程技术人员在吸收发达国家高科技温室生产技术的基础上，开始进行温室中温度、湿度和二氧化碳等单项环境因子控制技术的研究。1982年，中国农业科学院引进了FELIXC-512计算机系统，并建立了全国农业系统的第一个计算机应用研究机构。随后，清华大学首先提出7应用单片机控制人工气候箱的方法和思路，上海园林工具厂研究了以节能为目标的温室微机控制系统。 就目前的情况来看，相当长的一段时间内，我国还将引进外国的设备，这在一定的程度上有利于我们的农业，但是长期下去是不行的，毕竟温室控制系统引进费用太高，控制水平较低，配套的监控管理系统软件效率较低、操作不方便，这将严重地削弱我国温室生产的整体效率，在一定程度上已成为影响我国温室发展的瓶颈。我们必须有自己的核心科技，必须有自己的创新，而今在我国可持续发展战略指导下，开发低价位、先进实用的现代温室控制系统及有效的管理系统已经成为我国现代农业发展所面临的重要课题。
